橋平礼の電験三種合格講座

過去50年分以上の電験三種の問題を解いて分かった、電験三種は今も昔も変わりません。過去問を解きながら合格を目指しましょう。

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GO-AHEADの書籍(maximaによる基礎から学ぶ制御工学)

 


maximaによる基礎から学ぶ制御工学

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maximaによる基礎から学ぶ制御工学 Amazon Kindle版

 

 制御は様々なところで、行われており、生活の中にあるエアコンや炊飯器などの家電、もうみんなが手放せなくなっているスマートフォンもひとつのIoT機器と考えても良いでしょう。自動車ももうすでに100個程度のマイコンが組み込まれており、法律さえ整えば、自動運転できるロボットマシンとなりつつあります。制御にはいろいろな分け方がありますが、時間や手順通りに行う、信号機や自動販売機のような制御を行うシーケンス制御と、エアコンのように温度を一定の値に保ちたい制御を行う、目標の値にするフィードバック制御があります。ここでは、数値計算ソフトであるmaximaを用いて計算を行います。
 フィードバック制御は、蒸気機関の自動化のため、ジェームス・ワットが発明した、遠心力を利用した回転速度を一定にするガバナーと呼ばれる調速機を発明したのが、初期に発明させた自動機器の中で最も有名です。フィードバック制御は、このSI単位系のW(ワット)に名を残した、ワットの蒸気機関の発明から約200年経過し、急速に進歩してきました。しかし、多くのプロセス制御系ではPID制御を使用しており、本書では、主にPID制御まで記述していきます。
 maximaを使用しながら複雑な計算はソフトに任せ、制御の理解の助けとなるように、説明していきます。


Maximaを用いた基礎から学ぶ制御工学

目次

まえがき・・・・・5


1.システム・・・・・6
 1.1システムとは
 1.2フィードバック制御


2.電気工学と機械工学における基本要素・・・・・9
 2.1 電気工学の基本要素
 2.2 機械工学の基本要素


3.制御で用いる数学・・・・・21
 3.1 1階微分方程式
 3.2 2階線形微分方程式
 3.3 ラプラス変換
 3.4 電気系例題
 3.5 流体の微分方程式例題
 3.6 熱の微分方程式例題
 3.7 機械系の微分方程式例題
 3.8 部分分数に分解する方法
 3.9 ラプラス変換の諸性質

4. ブロック線図・・・・・209
 4.1 ブロック線図の基本要素
 4.2 ブロック線図の等価変換
 4.3 ブロック線図例題


5.伝達関数・・・・・244
 5.1 伝達関数
 5.2 インパルス応答
 5.3 ステップ応答
 5.4 2次遅れ系の応答
 5.5 安定


6.周波数伝達関数・・・・・288
 6.1 周波数伝達関数
 6.2 ベクトル軌跡
 6.3 ボード線図
 6.4 ボード線図の近似
 6.5 安定余裕


7.PID制御・・・・・359
 7.1 P制御(比例制御)
 7.2 I制御(積分制御)
 7.3 D制御(微分制御)
 7.4 PID制御(比例・積分微分制御)
 7.5 PIDパラメ-ターの調整方法
 7.6 PIDパラメ-ターの調整方法


8. 参考文献・・・・・386